Бетоны. Бетоноведение

Ремонт и гидроизоляция железобетонных изделий

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Повреждения от воды, текущей с большой скоростью, можно разбить на три основных вида: кавитация; истирание водой, содержащей каменную мелочь, крупный песок и пр.; удар напорной струи.

Кавитация

Причины истирания и динамичного воздействия известны довольно хорошо, но точные причины кавитации еще точно не установлены, несмотря на исследования, ведущиеся в ряде стран.

Простое и, следовательно, неполное объяснение причины кавитации следующее: при течении с большой скоростью потока воды (более 15 м/с) углубления и выступы на граничной поверхности могут вызвать образование кавитационных вихрей. Весьма вероятно, что это происходит в местах нарушения сплошности, направленных вниз по потоку. Кавитационные вихри, которые возникают в цилиндре, установленном на экспериментальной установке для исследования проблемы кавитации в Империал Колледж в Лондоне. Следует отметить, что ни одна поверхность не бывает абсолютно гладкой. В особых условиях и при очень высоких скоростях серьезные повреждения от кавитации могут появиться даже у стали и других металлов. Если в местах неровностей на поверхности абсолютное давление приближается .к давлению водяного пара, то там возникают и моментально исчезают мельчайшие пузырьки.  При  разрушении  стенки  пузырька  образуются  крошечные струйки воды, обладающие исключительно высокой скоростью. В результате разрушения пузырьков возникает сильная ударная волна — серия последовательных гидравлических ударов. Такое воздействие очень разрушительно не только для высокопрочного бетона, но даже для металла. Читатели, желающие получить более подробное объяснение проблемы кавитации, могут обратиться к библиографии в конце этой главы. Кавитации можно избежать, если исключить образование кавитационных вихрей и пузырьков. Как правило, кавитационные разрушения наблюдаются на поверхности водосбросов, турбинных водоводов, резервуаров — накопителей энергии, сифонов и туннелей, по которым с большой скоростью течет вода.

Повреждение бетона вследствие кавитации можно довольно легко отличить от обычного размыва. На поверхности, разрушенной кавитацией, имеются зазубрины, в то время как поверхность, поврежденная водой и крупным песком или каменной мелочью, довольно гладкая. На практике в таких конструкциях. как водосбросы, при кавитации могут вырываться большие   куски   бетона.

Истирание водой, содержащей каменную мелочь или крупный песок

Бетон высокого качества очень устойчив к воздействию быстрых потоков воды, содержащей" каменную мелочь или крупный песок. Произойдет ли существенное разрушение и какова будет его степень — вопросы, зависящие от ряда факторов, наиболее важными из которых являются следующие:

1)         качество бетона (его прочность при сжатии, содержание

цемента, сопротивление износу мелкого и крупного заполнителя);

2)         скорость   потока   воды;

3)         содержание крупного песка или каменной мелочи в потоке   и   их   абразивные   характеристики;

4)         параметры потока (является ли он непрерывным или прерывистым, как изменяется количество песка или каменной мелочи   через   каждый   час,   день   н   т.   д.).

Автору неизвестны публикации, в которых анализировалась бы практическая взаимосвязь этих четырех факторов. В каждой конкретной ситуации проектировщик должен исходить из инженерной оценки и в первую очередь решать вопрос о необходимости и рациональности особых мер защиты. Это относится также и к ремонтным работам. Разумеется, выбранный метод ремонта и применяемое оборудование будут зависеть от типа поврежденной конструкции, степени повреждения и   времени   эрозии.

Удар напорной струи

Когда струя воды, обладающая очень высокой скоростью, ударяет по поверхности бетона, то она смывает цементное тесто, нарушая таким образом сцепление мелкого и крупного заполнителя. В результате такого воздействия в бетоне может образоваться сквозное отверстие. Этот принцип положен в основу резки бетона напорной струей воды (см. главу 5). Давление в сопле непосредственно перед пуском находится в пределах 40—80 МПа. Фактически высокопрочный бетон оказался очень устойчивым к воздействию струи чистой воды, но до еих пор еще не установлены предельные значения критических скоростей и прочности бетона. При разрушении бетона струей воды самым рациональным решением является установка стальной плиты, прочно прикрепленной к бетонной стене или полу. Конструкцию крепления следует тщательно продумать; в качестве раствора рекомендуется раствор на эпоксидной смоле.

В случае небольших повреждений, происходивших в течение длительного периода, можно применять обычные методы ремонта 'бетона, которые описаны в последующих главах монографии